Công thức tính cơ năng hay, chi tiết hay nhất - Vật lí lớp 10



Công thức tính cơ năng hay, chi tiết hay nhất

Bài viết Công thức tính cơ năng hay, chi tiết Vật Lí lớp 10 hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính cơ năng hay, chi tiết.

1. Khái niệm 

- Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động.

- Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn): phụ thuộc vị trí tương đối của vật so với mặt đất.

- Thế năng đàn hồi: phụ thuộc độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng.

- Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng.

Ví dụ:

Khi em bé đang trượt cầu trượt, thì:

+ Em bé đang chuyển động: em bé có động năng.

+ Em bé ở trên cao so với mặt đất: em bé có thế năng hấp dẫn.

Vậy em bé có cơ năng.

Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng


2. Công thức

W = Wđ + Wt = ½ mv2 + mgh.

   Trong đó: W là cơ năng của vật (J)

Wđ là động năng của vật (J)

Wlà thế năng của vật (J)

m là khối lượng của vật (kg)

h là độ cao của vật so với gốc thế năng (m)

v là vận tốc của vật (m/s)

Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

Vật đang trượt từ điểm A xuống điểm B

3. Kiến thức mở rộng

- Từ công thức trên, ta có thể tính:

Động năng của vật: Wđ= W - Wt

Thế năng của vật: Wt= W – Wđ

- Khi một vật chuyển động trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng được bảo toàn.

W1 = W2 hay Wt1 + Wđ1 = Wt2 + Wđ2

=> ½ mv12 +  ½ mgz1 = mv22 + mgz2

Trong đó: Wđ1 = ½ mv12là động năng của vật tại vị trí đầu (J)

Wt1 = mgz1là thế năng hấp dẫn của vật tại vị trí đầu(J)

Wđ2 = ½ mv22là động năng của vật tại vị trí sau (J)

Wt2 = mgz2là thế năng hấp dẫn của vật tại vị trí sau (J)

Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

Vật m chuyển động từ vị trí M đến N chỉ chịu tác dụng của trọng lực

- Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là đại lượng bảo toàn.

 ½ mv12+  ½ k(Dℓ1)2=  ½ mv22+  ½ k(Dℓ2)2

Trong đó: Wđ1 =  ½ mv12là động năng của vật tại vị trí đầu (J)

Wt1 =  ½ k(Dℓ1)2là thế năng đàn hồi của vật tại vị trí đầu(J)

Wđ2 =  ½ mv22là động năng của vật tại vị trí sau (J)

Wt2 =  ½  k(Dℓ2)2là thế năng đàn hồi của vật tại vị trí sau (J)

Nếu vật còn chịu tác dụng của lực ma sát, lực cản, lực kéo …(gọi là lực không thế) thì:

ALực không thế  = W2 - W1

Trong đó: W1 là cơ năng của vật tại vị trí đầu (J)

W2 là cơ năng của vật tại vị trí sau(J)

- Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường: 

     + Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại.

     + Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.

Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

Một con lắc đơn đang dao động.

- Tại A, B con lắc có động năng cực tiểu, thế năng cực đại

- Tại O, con lắc có động năng cực đại, thế năng cực tiểu

4. Ví dụ minh họa

Bài 1: Một vật có khối lượng 100g được ném thẳng đứng từ dưới lên với vận tốc v0 = 20m/s. Xác định cơ năng của vật khi chuyển động?

Lời giải

Chọn gốc thế năng tại vị trí ném

Tại vị trí ném vật, ta có:

+ Thế năng của vật tại đó: Wt = 0

+ Động năng của vật tại đó: Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

Cơ năng của vật khi chuyển động là: W = Wt  + Wđ = 20 + 0 = 20J

Bài 2:Truyền cho vật khối lượng m một cơ năng là 37,5J. Khi vật chuyển động ở độ cao 3m vật có Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng. Xác định khối lượng và vận tốc của vật ở độ cao đó. Lấy g = 10m/s2

Lời giải

Chọn mốc thế năng tại mặt đất. 

Áp dụng công thức tính cơ năng:

Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 12

Bộ giáo án, đề thi, bài giảng powerpoint, khóa học dành cho các thầy cô và học sinh lớp 12, đẩy đủ các bộ sách cánh diều, kết nối tri thức, chân trời sáng tạo tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official




Đề thi, giáo án các lớp các môn học
Tài liệu giáo viên